Giải Chuyên đề Sinh học 12 Kết nối tri thức bài 1
Bài 1: Khái quát sinh học phân tử và các thành tựu
Chuyên đề Sinh học 12 Kết nối tri thức bài 1: Khái quát sinh học phân tử và các thành tựu được VnDoc.com sưu tầm và xin gửi tới bạn đọc cùng tham khảo. Bài viết hướng dẫn bạn đọc trả lời các câu hỏi trong Chuyên đề Sinh học lớp 12 các trang 5 ...12. Mời các bạn cùng theo dõi bài viết dưới đây.
I. Mở đầu
Mở đầu trang 5 Chuyên đề Sinh 12 Kết nối
Việc giải trình tự hệ gene người đem lại những ứng dụng thực tiễn gì?
Lời giải:
Việc giải trình tự hệ gene người đem lại nhiều ứng dụng trong thực tiễn như:
- Trong y học: Giải trình tự hệ gene của người giúp bác sĩ biết được người đó có mang gene hây bệnh hay không, qua đó đưa ra các biện pháp phòng và điều trị bệnh. Ngoài ra, việc giải trình tự hệ gene người cũng cho phép phát triển các phương pháp điều trị bệnh di truyền phân tử mới như liệu pháp gene và chỉnh sửa gene.
- Trong pháp y: Giải trình tự hệ gene người được ứng dụng trong ngành pháp y để tìm ra thủ phạm trong các vụ án, danh tính nạn nhân trong các vụ tai nạn hoặc xác định mối quan hệ huyết thống.
- Trong nghiên cứu tiến hóa: Giải trình tự hệ gene người được ứng dụng trong việc xác định mối quan hệ họ hàng giữa con người với các sinh vật khác, xây dựng cây phát sinh chủng loại.
II. Một số thành tựu lí thuyết và ứng dụng của sinh học phân tử
Dừng lại và suy ngẫm 1 trang 8 Chuyên đề Sinh 12 Kết nối
Nêu một số phát minh quan trọng trong sinh học phân tử
Lời giải:
Một số phát minh quan trọng trong sinh học phân tử:
- Phương pháp giải trình tự DNA: giúp giải trình tự gene và hệ gene.
- Kĩ thuật tạo DNA tái tổ hợp: giúp tạo sinh vật biến đổi gene, xây dựng ngân hàng gene,…
- Kĩ thuật chỉnh sửa gene nhờ hệ thống CRISPR - Cas9: giúp chỉnh sửa gene trong tế bào theo ý muốn của con người.
Dừng lại và suy ngẫm 2 trang 8 Chuyên đề Sinh 12 Kết nối
Công nghệ giải trình tự gene và hệ gene đem lại những ứng dụng gì trong nghiên cứu khoa học và trong thực tiễn?
Lời giải:
Ứng dụng của công nghệ giải trình tự gene và hệ gene trong thực tiễn:
- Xác định gene đột biến, gene gây bệnh di truyền; chẩn đoán nguy cơ mắc bệnh di truyền, chẩn đoán nguyên nhân gây bệnh di truyền; từ đó đề ra biện pháp điều trị thích hợp.
- Xác định danh tính; quan hệ huyết thống.
- Xác định nguồn gốc của các dịch bệnh.
- Xác định chức năng của gene.
- Xác định quan hệ họ hàng giữa các loài, xây dựng cây phát sinh chủng loại trong nghiên cứu tiến hóa.
Dừng lại và suy ngẫm 1 trang 11 Chuyên đề Sinh 12 Kết nối
Nêu một số thành tựu ứng dụng của sinh học phân tử trong nông nghiệp.
Lời giải:
Một số thành tựu ứng dụng của sinh học phân tử trong nông nghiệp:
- Ứng dụng kĩ thuật giải trình tự DNA để giải mã hệ gene của cây trồng, vật nuôi nhằm xác định các chỉ thị phân tử liên quan đến năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu của cây trồng, vật nuôi; từ đó ứng dụng trong công tác chọn và tạo giống. Ví dụ: Sử dụng dữ liệu giải trình tự hệ gene của cây lúa giúp xác định gene chi phối tính trạng số hạt trên bông, các nhà khoa học tiến hành lai giữa các giống KC25 (dòng cho gene) và Khang Dân 18 (dòng nhận gene) để tổ hợp các tính trạng tăng số hạt trên bông vào giống Khang Dân 18.
- Sử dụng kĩ thuật tạo DNA tái tổ hợp đã tạo ra nhiều giống vật nuôi, cây trồng biến đổi gene phục vụ nhu cầu con người như giống cừu có chất lượng lông tốt, giống lợn có nhiều nạc, giống bò sớm thành thục sinh dục, giống lúa có khả năng chịu mặn, giống lúa gạo vàng chứa β-carotene, giống đậu tương kháng thuốc diệt cỏ, giống đu đủ kháng virus,…
- Kĩ thuật PCR và một số kĩ thuật khác được sử dụng rộng rãi để xác định các tác nhân gây bệnh cho cây trồng (ví dụ như bệnh héo lá Fusarium, bệnh mốc sương khoai tây), vật nuôi (ví dụ như bệnh cúm gia cầm, bệnh tiêu chảy ở bò do virus,...). - Các kĩ thuật sinh học phân tử như mã vạch DNA, vân tay DNA,... được sử dụng để bảo tồn nhiều loài động vật, thực vật quý hiểm, định hướng khai thác bền vững tài nguyên di truyền.
Dừng lại và suy ngẫm 2 trang 11 Chuyên đề Sinh 12 Kết nối
Tìm hiểu qua internet, sách, báo,… những thông tin về một số thành tựu trong việc ứng dụng sinh học phân tử để tạo ra những vi khuẩn có khả năng xử lí ô nhiễm môi trường.
Lời giải:
Một số thành tựu trong việc ứng dụng sinh học phân tử để tạo ra những vi khuẩn có khả năng xử lí ô nhiễm môi trường:
- Tạo chủng Pseudomonas florescens HK44 xử lí ô nhiễm dầu.
- Tạo chủng Pseudomonas K-62 xử lí ô nhiễm thuỷ ngân.
- Tạo chủng Vibrio natriegens cải biến để xử lí nhựa PET trong điều kiện mặn.
III. Các nguyên tắc ứng dụng sinh học phân tử trong thực tiễn
Dừng lại và suy ngẫm trang 12 Chuyên đề Sinh 12 Kết nối
Nêu nguyên tắc an toàn sinh học và đạo đức sinh học trong ứng dụng sinh học phân tử vào thực tiễn
Lời giải:
- Nguyên tắc an toàn sinh học trong ứng dụng sinh học phân tử vào thực tiễn: cần tuân thủ nghiêm ngặt quy trình kĩ thuật phòng thí nghiệm để bảo vệ cán bộ nghiên cứu khỏi nguy cơ lây nghiễm các vi sinh vật biến đổi di truyền và ngăn ngừa khả năng chúng phát tán từ phòng thí nghiệm ra ngoài môi trường; cấm các loại thí nghiệm có nguy cơ nguy hiểm cao; quy định ghi nhãn mác thực phẩm có nguồn gốc biến đổi gene (GMO) để người tiêu dùng có quyền lựa chọn và phòng tránh rủi ro;…
- Đạo đức sinh học trong ứng dụng sinh học phân tử vào thực tiễn: Người nghiên cứu hoặc sử dụng kĩ thuật sinh học phân tử cần tuân thủ các luật, quy định và hướng dẫn đạo đức sinh học. Ví dụ: trước khi đưa các kĩ thuật sinh học phân tử vào ứng dụng đều phải trải qua giai đoạn thử nghiệm nghiêm ngặt, được Hội đồng đạo đức Y sinh phê duyệt, đảm bảo tối đa tính chính xác, khoa học và hạn chế tuyết đối những rủi ro gặp phải trong nghiên cứu, thử nghiệm và sử dụng sau này; tránh tác động tiêu cực của nghiên cứu đối với sinh vật sử dụng trong thí nghiệm sinh học phân tử; kết quả nghiên cứu phải hướng tới lợi ích của cộng đồng;…
Luyện tập và vận dụng 1 trang 12 Chuyên đề Sinh 12 Kết nối
Tìm kiếm thêm thông tin về các thành tựu của sinh học phân tử được trao giải Nobel trong 20 năm gần đây
Lời giải:
Một số thành tựu của sinh học phân tử được trao giải Nobel trong 20 năm gần đây:
|
Năm |
Tác giả |
Kết quả nghiên cứu |
|
2001 |
Leland H. Hartwell Tim Hunt Paul Nurse |
Tìm ra các phân tử có vai trò then chốt kiểm soát chu kì tế bào. |
|
2002 |
Sydney Brenner H. Robert Horvitz John E. Sulston |
Khám phá sự điều hòa di truyền trong sự phát triển tạng và sự chết của tế bào theo chương trình. |
|
2006 |
Andrew Fire Craig Mello |
Khám phá ra kĩ thuật can thiệp RNA (RNA Interference) để khóa hoạt động của gene ở mức độ RNA thông tin. |
|
2007 |
Mario R. Capecchi Martin Evans Oliver Smithies |
Khám phá ra kĩ thuật định hướng gene (gene targeting) gây biến đổi gene ở chuột bằng cách sử dụng các tế bào nguồn tạo phôi (ES cells). |
|
2009 |
Elizabeth H. Blackburn Carol W. Greider Jack W. Szostak |
Khám phá ra đoạn telomere của nhiễm sắc thể và cơ chế bảo vệ nhiễm sắc thể của enzyme telomerase. |
|
2017 |
Jeffrey C. Hall Michael Rosbash Michael W. Young |
Khám phá về cơ chế phân tử trong điều khiển nhịp điệu sinh học hằng ngày (circadian rhythm). |
|
2022 |
Svante Pääbo |
Khám phá về bộ gene của các loài Hominini đã tuyệt chủng và sự tiền hóá của con người. |
|
2023 |
Katalin Karikó Drew Weissman |
Đóng góp trong phát triển công nghệ vaccine mRNA chống lại Covid-19. |
Luyện tập và vận dụng 2 trang 12 Chuyên đề Sinh 12 Kết nối
Dựa vào sách, báo, internet,... hãy sưu tầm thêm một số ví dụ về ứng dụng sinh học phân tử và cho biết tiềm năng phát triển ngành công nghệ sinh học tại Việt Nam
Lời giải:
- Một số ví dụ khác về ứng dụng sinh học phân tử:
+ Sử dụng dữ liệu giải trình tự hệ gene của cây lúa giúp xác định gene chi phối tính trạng số hạt trên bông, các nhà khoa học tiến hành lai giữa các giống KC25 (dòng cho gene) và Khang Dân 18 (dòng nhận gene) để tổ hợp các tính trạng tăng số hạt trên bông vào giống Khang Dân 18.
+ Sử dụng kĩ thuật PCR để tách dòng gene HER2 ở người cần sàng lọc ung thư vú, sau đó giải trình tự gene này so sánh với gene HER2 ở người bình thường giúp phát hiện người mắc ung thư vú do đột biến gene.
+ Tạo ra sinh vật chuyển gene có khả năng cố định nitrogen (N2) giúp giảm sử dụng phân bón hóa học trong trồng trọt.
+ Tạo ra giống cỏ switchgrass chuyển gene PvMYB4, giống mía chuyển gene Bt,... để sản xuất ethanol.
- Tiềm năng phát triển ngành công nghệ sinh học tại Việt Nam:
+ Ở Việt Nam, ngành Công nghệ sinh học cũng nằm trong chiến lược phát triển khoa học công nghệ, nhằm ứng dụng vào các lĩnh vực như y dược, nông - lâm - ngư nghiệp, công nghiệp chế biến, bảo vệ môi trường.
+ Hướng phát triển chính:
Ứng dụng công nghệ sinh học trong chăm sóc sức khoẻ giúp chẩn đoán, điều trị các bệnh nguy hiểm, bệnh mới.
Ứng dụng công nghệ tế bào gốc.
Sản xuất vaccine, dược phẩm.
Tạo chế phẩm sinh học phục vụ trong chế biến thực phẩm, chăn nuôi.
Tạo giống cây trồng, vật nuôi, thuỷ, hải sản có năng suất, chất lượng và giá trị cao.
